实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验

实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验 实验八、8155可编程并行I/O扩展接口实验 一、实验目的 1(熟悉8155并行接口芯片的基本工作原理及应用 2(掌握单片机与8155的接口电路设计和编程 二、实验设备 1( 仿真器 2( 8155可编程并行I/O扩展接口模块 3( 单片机最小系统模块 4( 数码管动态扫描显示模块 5(矩阵式键盘模块 三、实验要求 连接单片机最小系统、8155扩展接口实验模块、数码管动态扫描显示模块、矩阵式键盘模块，要求在键盘按下时，8位LED动态显示器上最低位显示相应的字符，以前的各位字符向高位推进1位。 四、实验原理 8155芯片内包含有256字节RAM，2个8位、1个6位的可编程并行I/O口，和1个14位定时器/计数器。由于8155既具有RAM又具有I/O口，因而是单片机系统中最常用的外围接口芯片之一。 ,(1引脚说明 8155共40个引脚，采用了双列直插的封装，主要引脚功能如下: , AD7—AD0:地址数据总线;单片机和8155之间的地址、数据、命令、状态信息都是 通过它来传送的。 , CE:片选信号线，低电平有效。 , RD:存储器读信号线，低电平有效。 , WR:存储器写信号线，低电平有效。 , ALE:地址及片选信号锁存信号线，高电平有效。在下降沿时将地址及片选信号锁存到 器件中。 , IO/M:IO接口与存储器选择信号线，高电平选择I/O，低电平选择存储器。 , PA7—PA0:A口输出/输入线。 , PB7—PB0:B口输出/输入线。 , PC5—PC0:C口输出/输入或控制信号线，用作控制信号时其功能如下: , PC0:A INTR(A口中断信号线) , PC1:A BF(A口缓冲器满信号线) , PC2:ASTB(A 口选通线) , PC3:B INTR(B口中断信号线) 图8-1 8155引脚与逻辑图 , PC4:B BF(B口缓冲器满信号线) , PC5:BSTB(B 口选通线) 8-1 地址与寄存器映射 AD7,AD0 寄存器 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 ? ? ? ? ? 0 0 0 命令/状态寄存器(命令状态口) ? ? ? ? ? 0 0 1 A口(PA7,PA0) ? ? ? ? ? 0 1 0 B口(PB7,PB0) ? ? ? ? ? 1 0 0 C口(PC7,PC0) ? ? ? ? ? 1 0 0 定时器低8位 ? ? ? ? ? 1 0 1 定时器高6位和2位计数器方式 位 , TIMER IN:定时器/计数器输入端; , TIMER OUT:定时器/计数器输出端; , RESET:复位信号线。 , 8155引脚与逻辑如图8-1所示。 当IO/M=0(低电平时)，表示AD7—AD0输入的是存储器地址，寻址范围为00—FFH; 当IO/M=1(高电平时)，表示AD7—AD0输入的是I/O接口地址，其编码如表8-1所示。 ,(2工作方式 8155有一个控制命令寄存器和一个状态标志寄存器。8155的工作方式由CPU写入控制命令寄存器中的控制字来确定。8155工作方式控制字只能写入，不能读出，格式如图8-2所示。 图8-2 8155工作控制字 8155的状态标志寄存器用来存放A口和B口的状态标志。状态标志寄存器的地址与命令寄存器的地址相同，只能读出不能写入，格式如下表8-2所示: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X TIMER INTE B B BF INTR B INTE A A BF INTR A 表8-2 8155的状态标志寄存器 , INTR:中断请求; , INTE:端口中断允许; , BF:缓冲器满标志; , TIMER:定时中断; ,(3 定时器/计数器 8155还具有一个14位的定时器/计数器，如表8-3为方式控制字: -3 方式控制字 表8 04H: T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T0 05H: M2 M1 T13 T12 T11 T10 T9 T8 T13—T0:计数长度;M2、M1:定时器方式。 8155的定时器为14位的减法计数器，可以对输入脉冲进行减法计数，定时器由T13—T0设定时器时间长度，M2、M1设定输出方式，如表11-4 表8-4 M2、M1设定输出方式 M2 M1 方式 0 0 单方波 0 1 连续方波 1 0 单脉冲 1 1 连续脉冲 ?方式1 方式1是一种选通输入,输出方式。它把A口和B口用作数据传送，C口的部分引脚作为固定的专用应答信号，A口和B口可以通过方式控制字来设置方式1。这种方式多用于查询传送和中断传送。 ?方式2 方式2是一种双向选通输入,输出方式。它利用A口为双向输入,输出口，C口的PC3,PC7作为专用应答线。方式2只用于端口A，在方式2下，外设可以通过端口A的8位数据线，向CPU发送数据，也可以从CPU接收数据。 当8155接收到写入控制端口的控制字时，首先测试控制字的最高位，如为1，则是方式选 ，则不是方式选择控制字，而是对端口C置1,置0控制字，这是由于端择控制字;如为0 口C的每一位可作为控制位来使用。 ,(4 电路原理框图 图8-3 采用8155的键盘\数码管接口扩展电路 在上图中，单片机的P0口既作地址总线又作数据总线，地址锁存直接用ALE在8155锁存，8155相关的地址可以作如下设定: 如图10-3给出由8155进行键盘、数码管显示接口扩展的电路图。注意P0口直接接到8155数据总线，中间没有加锁存器。为什么可以这样做, , RAM字节地址: 7E00H—7EFFH; , I/O地址: , 命令状态口:7F00H , PA口:7F01H; , PB口:7F02H; , PC口:7F03H; , 定时器低8位:7F04H , 定时器高8位:7F05H; ,(5 软件编写 根据上面的电路示意图11-3，给出部分示例程序: (1)初始化程序设计 A口定义为基本输出方式，B口定义为基本输出方式，C口定义为输入方式。对输入脉冲进行16分频，示例程序如下: INIT:MOV DPTR，#7F04H ;指向定时器低8位 MOV A，#10H ;计数常数16 MOVX @DPTR,A INC DPTR ;指向定时器高8位 MOV A,#40H ;设定时器连续方波输出 MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#7F00H ;指向命令/状态口 MOV A,#0C7H ;设置A\B\C口工作方式 MOVX @DPTR,A (2)读8155内部RAM的5AH单元内容 MOV DPTR,#7E5AH ;指向8155的5A单元 MOVX A,@DPTR (3)将立即数33H写入8155的RAM中的5A单元 MOV A,#33H MOV DPTR,#7E5AH MOVX @DPTR,A 五、实验步骤 1(参考图8-3进行电路设计，画出电路图，并用导线正确连接8155可编程I/O扩展模块、单片机最小系统模块、矩阵键盘、数码管动态显示模块。 2(参考示例程序，和实验六、实验九的实例程序，按照实验要求来编写程序流程图，然后编写程序。连接好仿真器，对编写的程序进行仿真调试。 六、实验 ,(画出接口电路原理图，说明8155的工作原理，简要分析电路的执行过程，单片机与8155之间的接口电路是怎样工作的,为什么可以省去锁存器, 2(给出针对实验要求编写程序流程图、程序清单并给予适当注释。 3(对本次实验和实验七、实验十的电路、程序设计做一个比较，你认为它们有何不同，各有什么特点, 4(实验过程中遇到哪些问题，是如何解决的,